EP3568346A1 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines unterwasserfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines unterwasserfahrzeugs

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EP3568346A1
EP3568346A1 EP18700846.1A EP18700846A EP3568346A1 EP 3568346 A1 EP3568346 A1 EP 3568346A1 EP 18700846 A EP18700846 A EP 18700846A EP 3568346 A1 EP3568346 A1 EP 3568346A1
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EP
European Patent Office
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depth
acceleration
speed
trim
keel
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EP18700846.1A
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EP3568346B1 (de
EP3568346B8 (de
Inventor
Hans Jürgen Dr. BOHLMANN
Manuel Scharmacher
Tim Klusmeier
Sönke Markmann
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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Publication date
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Publication of EP3568346B1 publication Critical patent/EP3568346B1/de
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Publication of EP3568346B8 publication Critical patent/EP3568346B8/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/22—Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/20—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using models or simulation, e.g. statistical models or stochastic models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling an underwater vehicle, wherein the device is designed for carrying out a method for determining hydrodynamic coefficients of an underwater vehicle.
  • the z-direction is the direction perpendicular to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing downwards.
  • the y-direction is the direction transverse to the longitudinal axis of the submarine, with positive values pointing to starboard.
  • the propulsion speed which corresponds to the speed u, which the boat at the current propeller speed in advance driving on even
  • the coefficient for describing the normal force Z as a function of a dimensionless value the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ⁇ w, a dimensionless value, the coefficient describing the normal force Z as a function of the product u ⁇ ⁇ w ⁇ , a dimensionless value, the coefficient of description the normal force Z as a function of
  • hydrodynamic torque about the y-axis also called ramming moment
  • the coefficient for describing the ramming moment M a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u ⁇ w, a dimensionless value, the coefficient for describing the ramming moment M as a function of u
  • the object of the invention is to provide a device, wherein the device with a method determines the hydrodynamic coefficients on a real submarine and uses them for precise control.
  • the inventive device for controlling an underwater vehicle has at least one front hydroplane and at least one rear depth rudder.
  • the underwater vehicle has at least one first ballast tank and at least one first trim tank and at least one second trim tank.
  • the control device has means for controlling the at least one front depth rudder, the at least one rear depth rudder, the at least one first ballast tank, the at least one first trim tank and the at least one second trim tank.
  • the device is designed to carry out a first operating state and to carry out a second operating state, wherein the device automatically performs a method for determining hydrodynamic coefficients in the first operating state and controls the underwater vehicle according to a predetermined course in the second operating state, wherein in the second operating state the first Operating state specific hydrodynamic coefficients are used.
  • the method for determining hydrodynamic coefficients comprises the following steps:
  • steps a) to I) are carried out in any order.
  • the step m) is carried out after the steps a) to I).
  • a pitch angle ⁇ of the submarine is from -1 ° ⁇ ⁇ + 1 °, preferably from -0.2 ° ⁇ ⁇ + 0.2 °, particularly preferably from -0.05 ° ⁇ ⁇ + 0.05 ° to understand.
  • the pitch angle is the angle between the longitudinal axis of the submarine and the projection of the longitudinal axis of the submarine into the plane and thus reflects the inclination in the z direction.
  • a pitch angle ⁇ of the submarine of
  • Acceleration-free travel is understood to mean an operating mode in which the boat moves at a constant speed, wherein constant is to be regarded as constant within the scope of the detection accuracy and control accuracy.
  • the various first speeds and second speeds are indicated by the index /.
  • / 1 for the first first speed and the first second speed
  • i 2 for the second first speed and the second second speed.
  • the measured values for the trips are evaluated with a flat keel.
  • the measured values obtained in steps a) to d) are used as a function of
  • regression lines give as limits for u -> co the rear depth rudder angle ⁇ sn and front rudder angle 5 b, n for the so-called buoyancy and torque-free ride. Only the limit values are evaluated here.
  • the filling volume of the control cell a dimensionless value, the trim cell filling, wherein the trimming moment M
  • the rudder angle is measured according to FIG and become the values and determined.
  • the coefficients result from this as mean values.
  • the z-component of the boat's center of gravity including flooded clearances for the state of buoyancy-free and torque-free travel; the z-coordinate of the center of gravity of the displacement in the boat
  • the determination takes place from the measured data by means of multilinear regression using the variables already known from a).
  • Stability lever arm z GB determined.
  • steps a) to d) are performed in addition to steps a) to d): n) acceleration-free travel with a flat keel at constant depth and at a third first speed and a first first trim position,
  • first speeds in particular a total of five to eight first speeds, particularly preferably six first speeds.
  • further second velocities in particular a total of four to eight second velocities, particularly preferably five second velocities, are used.
  • the first velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 15 kN.
  • the second velocities are selected from the range from 4 kN to 25 kN, preferably from the range from 5 kN to 20 kN, particularly preferably from the range from 6 kN to 14 kN.
  • an angle of + 15 ° to + 25 °, in particular + 18 ° to + 22 ° is selected as the first front rudder position and that as the second front rudder position an angle of -15 ° up to - 25 °, in particular from - 18 ° to - 22 °.
  • the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and at least 25 m , preferably at least 50 meters, most preferably at least the length of the submarine, are water below the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the uninfluenced deep water area.
  • the method is carried out such that the immersion depth is selected such that less than 25 m, preferably less than 15 m, water above the submarine and at least 25 m, preferably at least 50 m, most preferably least the length of the submarine are water under the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the near-surface region and is important, for example, for snorkeling. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
  • the method is carried out such that the diving depth is chosen such that at least 25 m, preferably at least 50 m, more preferably at least the length of the submarine, water above the submarine and less than 25 m, preferably less than 15 m, are water under the submarine.
  • This method determines the hydrodynamic coefficients in the baseline area and is important, for example, for submerged cruises in shallow water. This method is preferably used in addition to the determination in the uninfluenced deep water area.
  • the speed u of the submarine, the front depth rudder angle of the rear depth rudder angle, the volume change of the trim tanks and the volume change of the control cell are detected during the acceleration-free rides.
  • the rotational speed n of the screw and the trim angle 6> are additionally recorded during the acceleration-free travel.
  • the roll angle und and volume change of the ballast tank are additionally respectively determined during acceleration-free travel detected.
  • the weight distribution in the submarine is kept constant until the targeted changes during the process. In particular, care is taken to ensure that the crew does not change their position, as this leads to undetectable mass shifts and thus reduces the measurement accuracy of the method.
  • step m the coefficients
  • V CT1 and V CT2 Fill volume of the control cell V CT1 and V CT2> the trim cell fillings V TT1 and V TT2 and the rudder angles for buoyancy and torque-free travel.
  • the first first trim layer and the second first trim layer are selected differently by 500 kNm ⁇ 50 kNm.
  • steps e) and I) a first second trim layer and a second second trim layer are selected, wherein the first second trim layer and the second second trim layer are selected differently by 1000 kNm ⁇ 100 kNm ,
  • step m) the coefficients and
  • the stability lever arm determines z rD .
  • flow forces at rudder and hull Since the flow forces in submerged travel increase with the square of the driving speed, while the static forces remain constant, there is the possibility of determining the flow forces or hydrodynamic coefficients from the compensation of known statically induced weight forces with previously unachieved accuracy. All measuring runs are carried out at different constant speeds and different predetermined trim angles of the boat by appropriate laying of front and rear depth rudder at constant depth. This results in the ability to determine hydrodynamic coefficients depending on the depth of the boat or the distance of the boat to the water surface.
  • the device is designed to change during operation in the second operating state at a suitable predetermined course in the first operating state.
  • the invention in another aspect, relates to a method of automatically controlling an underwater vehicle, the method of automatically controlling an underwater vehicle comprising a method of determining hydrodynamic coefficients and a method of calculating the control measures.
  • the automatic control method includes the following steps:
  • step II control of the underwater vehicle using the hydrodynamic coefficients determined in step I).
  • the method for determining hydrodynamic comprises the following steps:
  • steps a) to I) are carried out in any order.
  • the step m) is carried out after the steps a) to I).
  • step II) the control behavior of the underwater vehicle predicted with the hydrodynamic coefficients agrees with the real control behavior of the underwater vehicle.
  • step I) is carried out again in the event of a deviation in the control behavior.
  • step II) it is checked in step II) whether step I) can be carried out within a predefined control specification.
  • step I) a change to step I) can be prevented in step II).
  • step I) of the method can not be used during the modes of crawl and combat.
  • Fig. 1 the angles and sizes are shown using the example of a submarine with a rudder.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten eines Unterwasserfahrzeugs durch beschleunigungsfreie Fahrten ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Unterfasserfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten eines Unterwasserfahrzeugs ausgebildet ist.
Derzeit verwenden Unterwasserfahrzeuge, insbesondere Unterseeboote, Vorrichtungen, um die Tiefe des Unterwasserfahrzeugs konstant zu halten. Alle weiteren Steuervorgänge werden manuell durch die Mannschaft vorgenommen, wodurch es darauf ankommt, dass die Mannschaft aus Erfahrung die richtigen Steuervorgänge vornimmt, um den gewünschten Kurs zu fahren.
Eine Automatisierung ist kaum möglich, da die exakte Beschreibung der wirkenden Kräfte komplex ist und präzise Kenntnis der hydrodynamischen Koeffizienten voraussetzt. Diese können jedoch theoretisch für den konkreten Einzelfall nur bei Kenntnis aller Parameter berechnet werden, wobei die Kenntnis aller Parameter praktisch nie gegeben ist. Außerdem können sich diese Koeffizienten während eines Einsatzes oder zwischen Einsätzen verändern. Beispielsweise kann bei einem Unterwasserfahrzeug mit einer Verdrängung von etwa 2000 Tonnen bereits eine Gewichtsveränderung beziehungsweise Gewichtsverlagerung von 200 kg eine merkbare Veränderung der hydrodynamischen Koeffizienten bewirken.
Bei stationärer Fahrt eines Unterseeboots ist insbesondere die auf das Boot wirkende Normalkraft gleich null. Diese wird durch die folgende Gleichung beschrieben:
Ebenso gilt für die bei stationärer Fahrt am Boot, dass die angreifenden Trimmmomente gleich null sind. Dieses beschreibt die folgende Gleichung: Die z-Richtung ist die Richtung senkrecht zur Längsachse des Unterseebootes, wobei positive Werte nach unten zeigen.
Die y-Richtung ist die Richtung quer zur Längsachse des Unterseebootes, wobei positive Werte nach steuerbord zeigen. Hierbei ist: der hintere Tiefenruderwinkel,
der vordere Tiefenruderwinkel,
der Anstellwinkel des Unterseeboots,
der Driftwinkel des Unterseeboots,
ein Faktor für Ruder, bei X-Ruder = 4, bei Kreuzruder = 1, das Verhältnis— ,
das Gewicht des Unterseeboots einschließlich gefluteter Freiräume,
ein dimensionsloser Wert, der Formauftrieb des Unterseeboots,
ein dimensionsloser Wert, der Ursprung des bootsfesten Koordinatensystems,
die Länge des Unterseeboots,
die Dicht des umgebenden Wassers,
die Erdbeschleunigung,
die Geschwindigkeit des Unterseeboots bei Fahrt durch das Wasser, die Geschwindigkeitskomponente in x-Richtung,
die Geschwindigkeit des Unterseeboots bei stationärer Fahrt durch das Wasser
für einen frei wählbaren Referenzfahrtzustand, die Propulsionsgeschwindigkeit, welche der Geschwindigkeit u entspricht, die das Boot bei der momentanen Propellerdrehzahl bei Vorausfahrt auf ebenem
Kiel mit Nullruderlagen erreichen würde, ein dimensionsloser Wert,
die Geschwindigkeitskomponente in y-Richtung quer zum Unterseeboot, ein dimensionsloser Wert,
die Geschwindigkeitskomponente in z-Richtung normal zum Unterseeboot, ein dimensionsloser Wert,
die Hydrodynamische Kraft in z-Richtung,
der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von dem Produkt u■ w, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von dem Produkt u■ \w\, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert,
der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung der Normalkraft Z als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, das hydrodynamische Drehmoment um die y-Achse, auch Stampfmoment genannt,
der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von u■ w, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von u
\w\, ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von w
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von |w
ein dimensionsloser Wert,
der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von
ein dimensionsloser Wert, der Koeffizient zur Beschreibung des Stampfmoments M als Funktion von
ein dimensionsloser Wert.
Diese hydrodynamischen Koeffizienten können theoretisch berechnet oder im Modellversuch experimentell bestimmt werden. Dieses ist jedoch extrem aufwändig und kann auch nicht präzise für die aktuelle Beladungssituation des Unterseeboots durchgeführt werden, sodass mit Näherungswerten gearbeitet werden muss.
Die exakte Kenntnis dieser Parameter erlaubt eine präzise Vorhersage des Bootsverhaltens. Somit können Manöver sehr präzise gesteuert werden, wenn diese Parameter exakt bekannt sind. Die berechneten oder im Modellversuch bestimmten hydrodynamischen Koeffizienten sind für eine präzise Vorhersage des Bootsverhaltens daher im Allgemeinen zu ungenau. Deshalb werden die hydrodynamischen Koeffizienten üblicher Weise durch Auswertung von Großausführungsversuchen verifiziert bzw. korrigiert, wobei die heute verwendeten Großausführungsversuchen jedoch nur aufwändige Näherungsverfahren darstellen.
Nur mit dieser exakten Kenntnis ist es möglich, ein Unterwasserfahrzeug gezielt und präzise automatisch zu steuern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, wobei die Vorrichtung mit einem Verfahren die hydrodynamischen Koeffizienten an einem realen Unterseeboot bestimmt und diese zur präzisen Steuerung verwendet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs mit den in Anspruch 3 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs weist wenigstens ein vorderes Tiefenruder und wenigstens ein hinteres Tiefenruder auf. Das Unterwasserfahrzeug weist wenigstens einen ersten Ballasttank und wenigstens einen ersten Trimmtank und wenigstens einen zweiten Trimmtank auf. Die Vorrichtung zur Steuerung weist Mittel zur Ansteuerung des wenigstens einen vorderen Tiefenruders, des wenigstens einen hinteren Tiefenruders, des wenigstens einen ersten Ballasttanks, des wenigstens einen ersten Trimmtanks und des wenigstens einen zweiten Trimmtanks auf. Die Vorrichtung ist zur Durchführung eines ersten Betriebszustands und zur Durchführung eines zweiten Betriebszustands ausgebildet, wobei die Vorrichtung im ersten Betriebszustand automatisch ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten durchführt und im zweiten Betriebszustand das Unterwasserfahrzeug gemäß einem vorgegebenem Kurs steuert, wobei im zweiten Betriebszustand die im ersten Betriebszustand bestimmten hydrodynamischen Koeffizienten verwendet werden. Das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten weist die folgenden Schritte auf:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage,
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage,
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage, e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung,
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden Schritten ermittelten Messgrößen,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Der Schritt m) wird nach den Schritten a) bis I) durchgeführt.
Unter einem ebenen Kiel ist insbesondere ein Stampfwinkel Θ des Unterseeboots von - 1° < θ < + 1°, bevorzugt von - 0,2° < θ < + 0,2°, besonders bevorzugt von - 0,05° < θ < + 0,05° zu verstehen. Der Stampfwinkel ist der Winkel zwischen der Längsachse des Unterseeboots und der Projektion der Längsachse des Unterseeboots in die Ebene und gibt somit die Neigung in z- Richtung wieder. Unter einem schrägem Kiel ist ein insbesondere Stampfwinkel Θ des Unterseeboots von | #| > 0,5 °, bevorzugt von | #| > 1°, besonders bevorzugt von | #| > 2° zu verstehen. Unter beschleunigungsfreier Fahrt wird ein Betriebsmodus verstanden, bei dem sich das Boot mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wobei konstant als konstant im Rahmen der Erfassungsgenauigkeit und Regelgenauigkeit anzusehen ist.
Da die Fahrt bei konstanter Tiefe erfolgt, kompensieren sich die vertikal verlaufende Kräfte, also die Gravitations- oder die Auftriebsbeschleunigung , sodass es zu keinem Auf- oder Abtrieb kommt.
Bei einer beschleunigungsfreien Fahrt gleichen sich die Kräfte aus. Somit wirkt keine resultierende Kraft auf das Unterseeboot. Es gilt somit, dass die Summe aller wirkenden Kräfte null ist. Des Weiteren gilt, dass auch die Summe aller Kraftveränderungen zwischen zwei beschleunigungsfreien Fahrten gleich null sein muss. Die absolute Geschwindigkeit in horizontaler Richtung ist bei Fahrt definitionsgemäß größer null. Aus technischen Gründen sind sehr geringe Geschwindigkeiten, insbesondere kleiner 2 kn, ganz besonders kleiner 1 kn, nicht vorteilhaft.
Um die Messwerte sinnvoll zu indizieren, werden die verschiedenen ersten Geschwindigkeiten und zweiten Geschwindigkeiten mit dem Index / bezeichnet. So ist / = 1 für die erste erste Geschwindigkeit und die erste zweite Geschwindigkeit und i = 2 für die zweite erste Geschwindigkeit und die zweite zweite Geschwindigkeit.
Als weiter Index wird /( verwendet, um die Trimm- und Gewichtszustände zu unterscheiden. So ist k = 1 für die erste erste Trimmlage und die erste vordere Tiefenruderlage und k = 2 für die zweite erste Trimmlage und die zweite vordere Tiefenruderlage. Die Messwerte werden getrennt für Fahrten bei ebenem Kiel und bei schrägem Kiel getrennt ausgewertet.
Beispielsweise zunächst werden die Messwerte für die Fahrten bei ebenem Kiel ausgewertet. Zunächst werden die in den Schritten a) bis d) erhaltenen Messwerte als Funktion von— durch
Berechnung von Ausgleichsgeraden ausgewertet. Die Ausgleichsgeraden ergeben als Grenzwerte für u -> co die hinteren Tiefenruderwinkel δ sn und vorderen Tiefenruderwinkel 5 b, n für die sogenannte auftrieb- und momentfreie Fahrt. Es werden hierbei nur die Grenzwerte ausgewertet.
Hierbei ist: die x-Koordinate des Schwerpunkts der Regelzelle, e'n dimensionsloser Wert,
der positive Abstand des Schwerpunkts vom vorderen zum hinteren
Trimmzellenvolumen, ein dimensionsloser Wert,
die x-Koordinate des vorderen Tiefenruders, ein dimensionsloser Wert,
die x-Koordinate des hinteren Tiefenruders, ein dimensionsloser Wert,
das Füllvolumen der Regelzelle, ein dimensionsloser Wert, die Trimmzellenfüllung, wobei das Trimmmoment M
ein dimensionsloser Wert.
Wie bereits ausgeführt, werden die Ruderwinkel über — aufgetragen. Die Steigung dieser
Geraden ist nicht relevant, entscheidet ist der für null und somit für gegen unendlich extrapolierte Grenzwert. Die x-Koordinaten von Trimm- und Regelzellen und Ruderposition sind aus der Bootsgeometrie bekannt.
Durch Subtraktion der aus den Schritten a) bis d) ermittelten Werten bei verschiedenen Trimm- und Gewichtszuständen gemessenen Ruderwinkel gemäß und werden die Werte und ermittelt. Die Koeffizienten ergeben sich daraus als Mittelwerte.
Daraus ergeben sich dann die Koeffizienten zur Beschreibung des Stampfmoments:
sowie:
Die Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 und die Trimmzellenfüllungen VTT1 und VTT2 für Trimm- und Gewichtszustände des Unterseebootes, gekennzeichnet durch den Index k= 1 und k = 2 erg 3eben sich als Mittelwerte der Werte.
Insbesondere werden durch Auswertung der Versuchsreihe a) die Koeffizienten
die Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 , die Trimmzellenfüllungen
νΎ TΎTΛl und TT2 und die Ruderwinkel δ sn und 5 b, n für auftrieb- und momentfreie Fahrt bestimmt. Anschließend werden die in den Schritten e) bis I) ermittelten Messwerte für die Fahrten mit achter- oder vorlastig statisch vertrimmten Boot ausgewertet.
Hierbei gilt:
Hierbei ist: der Stabilitätshebelarm
e'n dimensionsloser Wert,
die z-Komponente des Gewichtsschwerpunkts des Bootes einschließlich gefluteter Freiräume für den Zustand der auftriebs- und momentfreien Fahrt, die z-Koordinate des Auftriebsschwerpunkts der Formverdrängung im bootsfesten
Koordinatensystem.
Die Ermittlung erfolgt aus den gemessenen Daten mittels multilinearer Regression unter Verwendung der bereits aus a) bekannten Größen.
Insbesondere werden hierbei die Koeffizienten und der
Stabilitätshebelarm zGB bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden zusätzlich zu den Schritten a) bis d) die folgenden Schritte ausgeführt: n) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,
o) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage.
Besonders bevorzugt werden weitere erste Geschwindigkeiten, insbesondere insgesamt fünf bis acht erste Geschwindigkeiten, besonders bevorzugt sechs erste Geschwindigkeiten, verwendet. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen
Koeffizienten werden zusätzlich zu den Schritten e) bis h) die folgenden Schritte ausgeführt:
p) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,
q) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten
Trimmtankfüllung,
r) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten
Trimmtankfüllung,
s) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer dritten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung.
Besonders bevorzugt werden weitere zweite Geschwindigkeiten, insbesondere insgesamt vier bis acht zweite Geschwindigkeiten, besonders bevorzugt fünf zweite Geschwindigkeiten, verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind die ersten Geschwindigkeiten ausgewählt aus dem Bereich von 4 kn bis 25 kn, bevorzugt aus dem Bereich von 5 kn bis 20 kn, besonders bevorzugt aus dem Bereich von 6 kn bis 15 kn.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind die zweiten Geschwindigkeiten ausgewählt aus dem Bereich von 4 kn bis 25 kn, bevorzugt aus dem Bereich von 5 kn bis 20 kn, besonders bevorzugt aus dem Bereich von 6 kn bis 14 kn.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird als ersten vorderen Tiefenruderlage ein Winkel von + 15° bis + 25°, insbesondere von + 18° bis + 22° gewählt wird und dass als zweite vorderen Tiefenruderlage ein Winkel von - 15° bis - 25°, insbesondere von - 18° bis - 22° gewählt. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser über dem Unterseeboot und wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser unter dem Unterseeboot sind.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im unbeeinflussten Tiefwasserbereich.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass weniger als 25 m, bevorzugt weniger als 15 m, Wasser über dem Unterseeboot und wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser unter dem Unterseeboot sind.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im oberflächennahen Bereich und ist zum Beispiel für Schnorchelfahrt wichtig. Dieses Verfahren wird bevorzugt zusätzlich zum Bestimmung im unbeeinflussten Tiefwasserbereich verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Tauchtiefe so gewählt wird, dass wenigstens 25 m, bevorzugt wenigstens 50 m, besonders bevorzugt wenigstes die Länge des Unterseeboots, Wasser über dem Unterseeboot und weniger als 25 m, bevorzugt weniger als 15 m, Wasser unter dem Unterseeboot sind.
Dieses Verfahren bestimmt die hydrodynamischen Koeffizienten im grundnahen Bereich und ist zum Beispiel für getauchte Fahrten im Flachwasser wichtig. Dieses Verfahren wird bevorzugt zusätzlich zum Bestimmung im unbeeinflussten Tiefwasserbereich verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten jeweils die Geschwindigkeit u des Unterseeboots, der vordere Tiefenruderwinkel der hintere Tiefenruderwinkel die Volumenänderung der Trimmtanks und die Volumenänderung der Regelzelle erfasst.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten zusätzlich die Umdrehungsgeschwindigkeit n der Schraube und der Trimmwinkel 6>erfasst.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden während der beschleunigungsfreien Fahrten jeweils zusätzlich der Rollwinkel ^ und Volumenänderung des Ballasttanks erfasst. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten wird während des Verfahrens die Gewichtsverteilung im Unterseeboot bis auf die gezielten Änderungen konstant gehalten. Insbesondere wird darauf geachtet, dass die Besatzung ihre Position nicht verändert, da dieses zu nicht erfassbaren Masseverschiebungen führt und somit die Messgenauigkeit des Verfahrens verringert.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden im Schritt m) die Koeffizienten die
Füllvolumen der Regelzelle VCT1 und VCT2 > die Trimmzellenfüllungen VTT1 und VTT2 und die Ruderwinkel für auftrieb- und momentfreie Fahrt bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden die erste erste Trimmlage und die zweite erste Trimmlage um 500 kNm ± 50 kNm unterschiedlich gewählt. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden in den Schritten e) und I) eine erste zweite Trimmlage und eine zweite zweite Trimmlage gewählt, wobei die erste zweite Trimmlage und die zweite zweite Trimmlage um 1000 kNm ± 100 kNm unterschiedlich gewählt werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten werden in Schritt m) die Koeffizienten und
der Stabilitätshebelarm zrD bestimmt. Bei beschleunigungsfreien Fahrten des Unterseebootes werden durch Änderung von Tankfüllungen aufgebrachte statische Kräfte durch Ström ungskräfte an Ruder und Rumpf kompensiert. Da die Strömungskräfte in getauchter Fahrt mit dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit anwachsen, während die statischen Kräfte konstant bleiben, ergibt sich die Möglichkeit, die Ström ungskräfte bzw. hydrodynamischen Koeffizienten aus der Kompensation von bekannten statisch eingeleiteten Gewichtskräften mit bisher nicht erreichter Genauigkeit zu bestimmen. Alle Messfahrten werden bei verschiedenen konstanten Geschwindigkeiten und verschiedenen vorgegebenen Trimmwinkeln des Bootes durch entsprechendes Legen von vorderem und hinterem Tiefenruder auf konstanter Tiefe durchgeführt. Damit ergibt sich die Möglichkeit, hydrodynamische Koeffizienten in Abhängigkeit von der Tauchtiefe des Bootes bzw. vom Abstand des Bootes zur Wasseroberfläche zu bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung ausgebildet während des Betriebs im zweiten Betriebszustand bei geeignetem vorgegebenen Kurs in den ersten Betriebszustand zu wechseln.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten und ein Verfahren zur Berechnung der Steuermaßnahmen aufweist.
Das Verfahren zur automatischen Steuerung weist die folgenden Schritte auf:
I) Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten mittels des Verfahrens zur
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten,
II) Steuerung des Unterwasserfahrzeugs unter Verwendung der in Schritt I) ermittelten hydrodynamischen Koeffizienten.
Das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen weist die folgenden Schritte auf:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage,
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage, d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten
Trimmtankfüllung,
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten
Trimmtankfüllung,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden Schritten ermittelten Messgrößen,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Der Schritt m) wird nach den Schritten a) bis I) durchgeführt.
Die weiter oben ausgeführten weiteren Ausführungsformen des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten sind hier entsprechend. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung prüft das Verfahren in Schritt II), ob das mit den hydrodynamischen Koeffizienten vorhergesagte Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs mit dem realen Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs übereinstimmt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird bei einer Abweichung im Steuerungsverhalten Schritt I) erneut durchgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in Schritt II) geprüft, ob innerhalb einer vorgegebenen Steuervorgabe Schritt I) durchführbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann in Schritt II) ein Wechsel zu Schritt I) verhindert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist Schritt I) des Verfahrens nicht während der Betriebsarten Schleichfahrt und Gefecht einsetzbar ist.
Fig. 1 Darstellung der Vektoren und Winkel am Unterseeboot
In Fig. 1 sind die Winkel und Größen am Beispiel eines Unterseeboots mit Kreuzruder gezeigt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Unterwasserfahrzeug wenigstens ein vorderes Tiefenruder und wenigstens ein hinteres Tiefenruder aufweist, wobei das Unterwasserfahrzeug wenigstens einen ersten Ballasttank und wenigstens einen ersten Trimmtank und wenigstens einen zweiten Trimmtank aufweist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung Mittel zur Ansteuerung des wenigstens einen vorderen Tiefenruders, des wenigstens einen hinteren Tiefenruders, des wenigstens einen ersten Ballasttanks, des wenigstens einen ersten Trimmtanks und des wenigstens einen zweiten Trimmtanks aufweist, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines ersten
Betriebszustands und zur Durchführung eines zweiten Betriebszustands ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung im ersten Betriebszustand automatisch ein Verfahren zur
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten durchführt und im zweiten
Betriebszustand das Unterwasserfahrzeug gemäß einem vorgegebenem Kurs steuert, wobei im zweiten Betriebszustand die im ersten Betriebszustand bestimmten
hydrodynamischen Koeffizienten verwendet werden, wobei das Verfahren zur
Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten die folgenden Schritte aufweist:
a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage,
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage,
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung, h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden
Schritten ermittelten Messgrößen,
wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei der Schritt m) nach den Schritten a) bis I) durchgeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung während des Betriebs im zweiten Betriebszustand ausgebildet ist, bei geeignetem vorgegebenen Kurs in den ersten Betriebszustand zu wechseln.
3. Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs, wobei das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Unterwasserfahrzeugs ein Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten und ein Verfahren zur Berechnung der Steuermaßnahmen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
I) Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten mittels des Verfahrens zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten,
II) Steuerung des Unterwasserfahrzeugs unter Verwendung der in Schritt I)
ermittelten hydrodynamischen Koeffizienten,
wobei das Verfahren zur Bestimmung von hydrodynamischen Koeffizienten die folgenden Schritte aufweist: a) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten ersten Geschwindigkeit und einer ersten ersten Trimmlage,
b) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten ersten Geschwindigkeit und einer zweiten ersten Trimmlage,
c) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten ersten Geschwindigkeit und der ersten ersten Trimmlage,
d) beschleunigungsfreie Fahrt mit ebenem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der zweiten ersten Geschwindigkeit und der zweiten ersten Trimmlage,
e) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer ersten zweiten Geschwindigkeit und einer ersten vorderen Tiefenruderlage und einer ersten Trimmtankfüllung,
f) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
g) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und einer zweiten Trimmtankfüllung,
h) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der ersten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
i) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei einer zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
j) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der ersten Trimmtankfüllung,
k) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der ersten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
I) beschleunigungsfreie Fahrt mit schrägem Kiel bei konstanter Tiefe und bei der
zweiten zweiten Geschwindigkeit und der zweiten vorderen Tiefenruderlage und der zweiten Trimmtankfüllung,
m) Ermitteln von hydrodynamischen Koeffizienten aus den in den vorhergehenden
Schritten ermittelten Messgrößen, wobei die Schritte a) bis I) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei der Schritt m) nach den Schritten a) bis I) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Schritt II) prüft, ob das mit den hydrodynamischen Koeffizienten vorhergesagte Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs mit dem realen Steuerungsverhalten des Unterwasserfahrzeugs übereinstimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung im Steuerungsverhalten Schritt I) erneut durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt II) geprüft wird, ob innerhalb einer vorgegebenen Steuervorgabe Schritt I) durchführbar ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt II) ein Wechsel zu Schritt I) verhindert werden kann.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verfahren Schritt I) nicht während der Betriebsarten Schleichfahrt und Gefecht einsetzbar ist.
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